Владимир ШУХОВ: Инженер русской нефти
Владимир Григорьевич ШУХОВ принадлежит к той блистательной плеяде отечественных инженеров, чьи изобретения и исследования намного опередили своё время и на десятилетия вперёд изменили направление развития научно-технического прогресса. Масштаб инженерных достижений В. Г. ШУХОВА сопоставим с вкладами в науку М. В. ЛОМОНОСОВА, Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА, И. В. КУРЧАТОВА, С. П. КОРОЛЕВА. Именно эти имена создавали авторитет и обеспечивали мировое признание российской науке. Уже при жизни современники называли В. Г. ШУХОВА российским Эдисоном и «первым инженером Российской империи», а в наше время Владимир Григорьевич включён в список ста выдающихся инженеров всех времён и народов. И даже в таком списке он по праву может занимать первые строки.
Владимир ШУХОВ. Инженер русской нефти
К 160-летию со дня рождения
«Первый нефтепровод, насосы для перекачки нефти, первый трубопровод для транспортировки керосина и резервуары для хранения нефтепродуктов, первые наливные баржи, переработка нефти и создание крекинга – всё это В. Г. ШУХОВ. Мы, по сути, разрабатываем его инженерные идеи, когда сегодня наращиваем добычу, прокладываем трубопроводы, строим танкерный флот, повышаем глубину переработки нефти».
Вагит АЛЕКПЕРОВ, президент нефтяной компании «Лукойл»
Райнер ГРЕФЕ, профессор, доктор, директор Института строительной истории и охраны памятников архитектуры при Университете Инсбрука, Австрия
Владимир Григорьевич ШУХОВ родился 16 (28) августа 1853 года в городке Грайворон Курской губернии.
После окончания петербургской гимназии в 1871 году поступил в Императорское московское техническое училище в Москве, которое отличалось прогрессивной учебной программой и высоким уровнем преподавания, прежде всего в области математики и механики. Кроме того, его особенностью была тесная связь теории с практикой, осуществлявшаяся, помимо прочего, в процессе основательного профессионального обучения в различных технологических мастерских.
В 1876 году ШУХОВ с отличием окончил ИМТУ, получив диплом инженера-механика. Уже тогда он обращал на себя внимание выдающимися способностями. Руководство училища предложило выпускнику принять участие в поездке, целью которой был сбор информации о последних технических достижениях США. ШУХОВ побывал на Всемирной выставке в Филадельфии, где его привели в восторг многочисленные технические новинки. ШУХОВ посетил также машиностроительные заводы в Питтсбурге и изучил организацию американского железнодорожного транспорта.
Вернувшись из Америки в Петербург, ШУХОВ становится проектировщиком паровозных депо железнодорожного общества «Варшава – Вена». Спустя два года (1878 г.) ШУХОВ перешёл на работу в фирму инженера-предпринимателя Александа БАРИ, с которым познакомился во время поездки в США. ШУХОВ переехал в Баку, где фирма Бари вела строительные и инженерные работы на нефтяных месторождениях. Здесь впервые и проявилась его удивительная творческая энергия.
ШУХОВ стал автором проекта и главным инженером строительства первого нефтепровода в России длиной в 10 км. Заказчиком был финансовый гигант – фирма «Братья Нобель». Второй нефтепровод инженер спроектировал в следующем году, а чуть позже построен первый в мире трубопровод для предварительно подогретого мазута.
Наряду с большими работами по проектированию и строительству упомянутых здесь и последующих неф-тепроводов ШУХОВУ приходилось решать задачи, возникавшие при добыче, транспортировке и переработке нефти.
Вся техника для добычи и переработки нефти была в то время крайне примитивной. Добытая нефть хранилась в открытых котлованах и транспортировалась в бочках на телегах и пароходами. Из нефти получали только керосин, используемый для освещения. Мазут и бензин в то время являлись промышленными отходами, получаемыми в процессе перегонки нефти в керосин. Мазут как топливо не использовался ввиду отсутствия эффективной технологии его сжигания и загрязнял окружающую среду, накапливаясь в многочисленных котлованах. Бензин, получавшийся в процессе производства керосина, просто улетучивался. Территории нефтяных месторождений были отравлены нефтью и мазутом, просочившимися в почву из котлованов.
В 1878 году ШУХОВ разработал оригинальную конструкцию цилиндрического металлического резервуара для хранения нефти. Через год нефть перестали хранить в котлованах. В 1879 году он запатентовал форсунку для сжигания мазута. После внедрения форсунки Шухова мазут стали использовать как топливо. Менделеев опубликовал изображение форсунки ШУХОВА на обложке своей книги «Основы фабрично-заводской промышленности» (1897 г.) и высоко оценил вклад Шухова в использование мазута как топлива.
В последующие годы были сделаны многочисленные новые разработки, в том числе созданы различные насосы для подъёма нефти из скважин, изобретён эрлифт (газлифт), выполнено проектирование и строительство нефтеналивных судов и установок для дробной перегонки нефти. Была спроектирована первая в мире промышленная установка непрерывного термического крекинга нефти.
ШУХОВ стал автором и главным инженером проектов первых российских магистральных нефтепроводов: Баку – Батуми (883 км, 1907 г.) и позднее Грозный – Туапсе (618 км, 1928 г.).
В 1880 году ШУХОВ назначен главным инженером конструкторского бюро Бари в Москве. К тому времени было сооружено уже 130 нефтяных резервуаров, а к 1917 году их построили свыше 20 тысяч. Это были первые экономичные металлические ёмкости такого рода вообще. Вместо применявшихся в то время в США и других странах тяжёлых прямоугольных хранилищ Шухов разработал укладываемые на песчаную подушку цилиндрические резервуары с тонким днищем и ступенчатой толщиной стенок, благодаря чему резко сокращался расход материала. Этот принцип конструкции сохранился и до наших дней. Все резервуары соответствовали определённому стандарту, их оборудование было унифицировано.
Также ШУХОВ изобрёл новый водотрубный котёл в горизонтальном и вертикальном исполнении. В 1900 году паровые котлы были отмечены высокой наградой – на Всемирной выставке в Париже ШУХОВ получил золотую медаль.
Примерно с 1885 г. великий русский инженер начал строить первые русские танкеры. Шухов спроектировал нефтеналивные баржи, которые имели наиболее приспособленную для течений форму, а также очень длинную и плоскую конструкцию корпуса.
В 1886 г. в связи с созданием в Москве системы водопровода ШУХОВ вместе со своими сотрудниками в течение трёх лет составил проект новой системы водоснабжения Москвы.
С 1890 года Шухов занимается решением новых задач в строительном деле, не оставляя, однако, без внимания и другие исключительно разнообразные области своей деятельности. Фирма Бари приняла участие в создании сети российских железных дорог, начав с возведения мостов. В 1892 году Шухов построил свои первые железнодорожные мосты. В последующие годы по его проектам было сооружено 417 мостов на различных железнодорожных линиях.
Одновременно со строительством мостов Шухов приступает к разработке конструкций перекрытий. При этом он преследовал цель найти системы конструкций, которые можно было бы изготовить и построить с минимальными затратами материала, труда и времени. Шухову удалось спроектировать и практически реализовать конструкции самых различных покрытий, отличающихся такой принципиальной новизной, что только этого ему было бы достаточно, чтобы занять особое, почётное место среди знаменитых инженеров-строителей того времени. До 1890 г. Шуховым были созданы исключительно лёгкие арочные конструкции с тонкими наклонными затяжками (патенты Российской империи №1894, №1895, №1896; от 12 марта 1899 года).
И сегодня эти арки служат в качестве несущих элементов стеклянных сводов над крупнейшими московскими магазинами: ГУМом и Петровским пассажем. Для Московского Главного почтамта, построенного в 1912 году, ШУХОВ спроектировал стеклянное покрытие операционного зала с верхним светом. Для этого он изобрёл горизонтальную (ровную) пространственную ферму.
Но cамый большой коммерческий успех имела выставленная в Нижнем Новгороде конструкция башни в форме гиперболоида. Это изобретение ШУХОВ запатентовал незадолго до открытия выставки. Оболочка вращения гиперболоида явилась совершенно новой, никогда раньше не применявшейся строительной формой. Она позволила создать пространственно изогнутую сетчатую поверхность из прямых, наклонно установленных стержней. В итоге получилась лёгкая, жёсткая конструкция башни, которую можно просто и изящно рассчитать и построить. Нижегородская водонапорная башня несла на высоте 25,60 м бак вместимостью 114 000 л для снабжения водой всей территории выставки. Эта первая гиперболоидная башня осталась одним из самых красивых строительных сооружений Шухова .
Также для Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгороде В. Г. Шухов построил восемь гигантских павильонов с перекрытиями в виде висячих и сводо- образных стальных сетчатых оболочек общей площадью 25070 квадратных метров и стальную сетчатую ажурную 25-метровую гиперболоидную башню удивительной красоты.
После революции 1917 г. положение в России кардинально изменилось. Бари эмигрировали в Америку. Фирма и завод были национализированы, рабочие избрали главного инженера ШУХОВА руководителем фирмы. В возрасте 61 года Шухов оказался совершенно в новой ситуации. Строительная контора Бари была преобразована в организацию «Стальмост».
Из творений великого русского инженера в советский период наибольшую известность получила построенная по его проекту и под его руководством радиобашня на улице Шаболовка в Москве – Шуховская башня. Эта башня признаётся в цивилизованном мире как одно из самых красивых и выдающихся достижений инженерной мысли.
Стальная сетчатая оболочка Шуховской башни на Шаболовке благодаря своей «воздушности» испытывает минимальную ветровую нагрузку, представляющую главную опасность для высотных сооружений. По форме секции башни – это однополостные гиперболоиды вращения, сделанные из прямых балок, упирающихся концами в кольцевые основания. Ажурная стальная конструкция сочетает в себе прочность и лёгкость: на единицу высоты Шуховской башни израсходовано в три раза меньше металла, чем на единицу высоты Эйфелевой башни в Париже. Строительство башни велось телескопическим методом без лесов и подъёмных кранов. Верхние секции по очереди собирались внутри нижней и при помощи блоков и лебедок поднимались друг на друга. 19 марта 1922 годауникальная антенная башня на Шаболовке вступила в строй.
В 1924 г. одна американская делегация, посетив Москву, нанесла визит ШУХОВУ. За несколько лет до этого визита американская фирма «Синклер Ойл» опротестовала единоличное право, присвоенное рокфеллеровским концерном «Страндарт Ойл», на открытие крекинга нефти. Она указывала на то, что используемый концерном «Стандарт Ойл» патент американского инженера Бартона является видоизменённым патентом Шухова . Делегация приехала, чтобы проверить это утверждение. Шухов доказал американцам, что метод Бартона в действительности есть лишь незначительно изменённая модификация его патентов 1891 года. В связи с этим в Америке началась длинная цепь судебных процессов. В конце концов, она закончилась заключением мирового соглашения между американскими фирмами, чтобы избежать необходимости покупать патент у молодого Советского государства.
В возрасте 79 лет Шухов стал свидетелем осуществления разработанного им ещё в молодости проекта полной переработки нефти. В его присутствии в Баку в 1932 году был пущен в эксплуатацию завод «Советский крекинг». В первые недели её работы Шухов сам следил за ходом производства.
В эти годы Шухов принимал активное участие в научной и политической жизни советской республики. С 1918 года он был членом Государственного комитета неф-тяной промышленности, а в 1927 году стал членом советского правительства. В 1928 году Шухов был избран членом-корреспондентом Российской Академии наук, а в 1929 г. стал почётным членом АН СССР.
В последние годы жизни Владимир Григорьевич вёл уединённый образ жизни и принимал только друзей и старых товарищей по работе. В феврале 1939 года Шухов умер и был похоронен в Москве, на Новодевичьем кладбище.